Intel 8088s and non-Intel non-clonesIntel 8088s and non-Intel non-clones
Intel 8088s and non-Intel non-clones
Dave Farquhar
Intel 8088 CPU 于 1978 年 6 月 1 日首次亮相。作为驱动 IBM PC、PC/XT 以及 20 世纪 80 年代数以千万计的 PC 和 XT 兼容机的 CPU,它声名鹊起。但你知道吗,Intel 并不是唯一一家制造 8088 CPU 的公司?至少还有九家公司生产了与 Intel 8088 完全相同的复制品,而且这是在 Intel 的合作下完成的。在这篇博文中,我将解释其中的原因。
Intel 8088 CPU 背景
8088 是 Intel 的产品。但有人可能会说,这并不完全是他们自主设计的。因为它是对早期 8008 和 8080 CPU 的 16 位扩展。8008 最初是由 Datapoint 公司委托设计的,该公司曾使用分立式 TTL 逻辑设计了一款处理器,但希望将该处理器设计整合到单一 IC 上。Datapoint 最终并没有使用 Intel 的芯片。但 Intel 猜得很准,认为其他一些公司可能会有兴趣使用它。于是 Intel 达成了一项协议来收购这项技术。Datapoint 最终对这个协议感到后悔,但低估其价值毕竟是他们的错。
8088 并非一问世就大获成功,但在 1980 年迎来了重大转机,当时 IBM 决定在即将推出的一款产品中使用它。那时的 IBM 是全球最大的计算机公司,他们正寻求扩张进入刚刚起步的微型计算机市场。
IBM 对 Intel 8088 及 AMD 等第二供应商的要求
IBM 想要采用 Intel 8088,但他们提出了一个条件:必须能够从一家以上的供应商处采购该芯片。他们不希望陷入这样的困境:因为拿不到足够的 CPU,导致空有超额的计算机订单却无法交货。在 IBM 的主板设计中,其余所有芯片均能从至少两家制造商处采购。
在当时,这是一个很常见的要求,特别是对于像 IBM 这种规模的公司而言。
为什么 Intel 会同意呢?因为 Intel 仍然可以收取专利费,这样一来,即使 IBM 从别家购买部分甚至全部的 8088,Intel 也照样能赚钱。这也赋予了他们灵活性。Intel 的产能是有限的。因此,如果生产其他产品能带来更高的利润率,Intel 就不必仅仅因为 IBM 需要芯片,而将产能强行分配给 8088。按理说,那些第二供应商会填补产能缺口。但如果他们没有这么做,那就是 IBM 要头疼的问题,而不是 Intel 的。
当 IBM PC 和 XT 的兼容机出现时,它们中的大多数也使用了 8088 CPU。20 世纪 80 年代售出的 PC 和兼容机大约有 6000 万台,其中也包括基于 8086、286 和 386 的 PC。但由于 8088 是最实惠的选择,这其中有相当大一部分 PC 内部搭载的是 8088。
除了 Intel,还有谁制造了 8088 CPU?
至少有 10 家公司获得了制造 8088 CPU 的授权。其中包括 AMD、Fujitsu、NEC、Harris、Mitsubishi、OKI、Siemens 和 Texas Instruments。如今,AMD 制造的 8088 极为常见,这表明他们当年的销量非常可观。IBM 自己也制造了 8088 CPU。在那个时期,IBM 也涉足了芯片制造业务。获得他们所使用零部件的制造授权,是他们提高利润率的一种手段。这也降低了 IBM 无法从其他第二供应商处获得足够芯片的风险。
OKI 的 80C88 是 8088 的 CMOS 版本,功耗更低,它驱动了 Atari Portfolio 掌上电脑。
我个人的收藏中就包括 Intel、AMD、IBM 和 Siemens 生产的 8088 CPU。
NEC 是另一家获得了 8088 生产授权的公司。几年后,他们开发了自己的 8088 改进版本,命名为 V20。Intel 提起了诉讼,这场官司历时约 5 年才最终尘埃落定。NEC 赢得了诉讼,得以继续销售该芯片。但悬而未决的法律阴影可能影响了其销量,使其未能达到应有的成功。等到这片阴云散去时,8088 级别的 PC 早已日薄西山。V20 在嵌入式和工业应用中有着漫长的生命周期,并曾被应用于掌上电脑。但就总市场的百分比而言,我认为如今 NEC V20 比 20 世纪 80 年代时还要受欢迎。
非法克隆版
苏联生产了其自研版本的 8088 CPU,即 K1810VM88。K1810VM88 与合法版本的 8088 在引脚上完全兼容,且提供相同的性能,这表明它是一个直接复制品,而非净室实现。在冷战时期,苏联并不太在意美国的知识产权法。
未能成型的 8088 克隆版
我在维基百科和其他一些地方看到过关于 Commodore 8088 计划的只言片语,但从未见过对此的详尽解释。1984 年,Commodore International 获得了制造 8088 CPU 的授权。Commodore 的子公司 MOS Technology 当时拥有两家芯片制造厂,因此有人推测他们将进军 PC 兼容机市场,并自行生产芯片以实现更低的价格。尽管 Commodore 后来确实发布了多款使用 8088 CPU 的产品,但据我所知,他们从未在任何产品中使用过自产的 8088 CPU。我见过的每一款基于 8088 的 Commodore 产品,无论是 PC 还是 Amiga 的桥接板,用的都是 Siemens 的 8088。
这可能有两个原因。Commodore 不具备最先进的制造能力,因此到 1984 年,他们单片晶圆产出的芯片数量达不到大多数其他制造商的水平。这意味着他们无法像其他公司那样生产那么多芯片,也意味着他们生产的芯片成本更高。在 1984 年,Commodore 的电脑供不应求,他们根本没有任何闲置的产能。除了完成现有的生产任务外,他们可能根本没有多余的产能去制造 8088。而且,他们自己制造 8088 的成本,可能比直接从 Siemens 购买还要高。到了 1985 年,Commodore 关闭了他们的两家制造厂中较老的一家,而不是对其进行现代化升级。
可能还有其他公司获得了制造 8088 的授权后却无所作为,但 Commodore 可能是其中最出名的一个。
Mostek
在我写了本文的早期版本后,一位 Mostek 的前工程师联系了我并讲述了一段往事。Mostek(不要与 MOS Technologies 混淆)获得了制造类似的 8086 CPU 的许可。他说 Mostek 的许可证允许他们克隆该芯片,但 Intel 并没有提供原理图或掩膜,这是一个有趣的细节。Mostek 还获得了生产 Z80 和 Motorola 68000 的许可。虽然市面上存在 Mostek 生产的 Z80 和 68000,但 Mostek 取消了其 8086 项目,从未发布过这款芯片。从大众市场的角度来看,8088 本会是一个更好的选择,但在 Mostek 签订协议时,这一点可能还不明显。
Intel 的态度转变
在 286 世代及之前,Intel 曾为被授权方提供作为第二货源制造 Intel CPU 的机会。但在 386 时代,情况发生了变化。Intel 于 1985 年推出了 386,但起初 IBM 对此并不感兴趣。
既然不需要将新款 CPU 授权给其他任何人,Intel 便决定自己独揽。其他 PC 制造商(尤其是 Compaq)在 1986 年开始推出基于 386 的 PC,但没有一家有足够的影响力来要求获得第二货源。
不过,一款几乎完全相同的 386 最终确实以第二货源的形式出现了。AMD 此前一直在授权下制造 286,并且拥有对 Intel CPU 进行逆向工程的经验——它曾在 1975 年对 8080 进行逆向工程,并生产了自己的版本,称为 AMD9080。到 1987 年,AMD 推出了自己的 386 版本,与 Intel 版本完全兼容且可互换。Intel 提起了诉讼,并成功将 AMD 的 386 挡在市场之外直到 1991 年,但 AMD 最终胜诉并赢得了发布其新款 CPU 的权利。作为反击,Intel 推出了“Intel inside”广告活动。Chips & Technologies 推出的另一款 386 兼容产品在法庭上的表现则没那么成功。
多年来,许多公司都能够生产与 Intel 兼容的 CPU,包括 Cyrix、IDT、Rise 和 VIA。通常,它们必须拥有 Intel 需要的某些专利或其他知识产权,才能迫使 Intel 达成专利共享协议,从而实现这一目标。但到了 Pentium 4 世代,除了 AMD 之外的其他厂商都已逐渐淡出,沦为小众。其中一些设计至今仍用于嵌入式应用。基于 Rise 的 mp6 设计的 Vortex86 就是一个兼容 Pentium 的嵌入式 CPU 的例子,它最近在复古圈子中声名鹊起。
但在大众市场上,x86 CPU 系列是 AMD 和 Intel 双头垄断的局面。讽刺的是,正是其中一项专利共享协议,允许 Intel 在其自家的芯片中使用 AMD 对 x86 架构的 64 位扩展。AMD 和 Intel 的 CPU 在硬件层面上早已不再针脚兼容或可互换,自上世纪 90 年代以来便是如此,但它们依然保持着软件层面的兼容。
David Farquhar 是一位计算机安全专家、企业家和作家。自 1991 年以来,他一直从事专业的计算机写作,所以当那些老式电脑还很新的时候,他就在撰写关于它们的文章了。他自 1994 年起成为全职 IT 从业者,并自 2013 年起专注于漏洞管理领域。他拥有 Security+ 和 CISSP 认证。如今他每周更新五篇博客,主要介绍 1975 年至 2000 年间的复古计算机和复古游戏。
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